Linux TC TBF：实现分组流量控制

1. 介绍

Linux Traffic Control（简称TC）是一个强大的网络流量管理工具，它可以让管理员对Linux系统上的网络流量进行细粒度的控制。其中，Token Bucket Filter（简称TBF）是TC中最常用的一种队列算法，用于实现对网络流量的控制。

2. TBF原理

Token Bucket Filter（令牌桶算法）是一种基于令牌的队列调度算法，用于平滑化网络流量。它维护一个固定容量的令牌桶，每个令牌代表一定数量的单位时间内的可传输数据量。当数据包到达时，如果令牌桶中有足够的令牌，则数据包被立即传输，同时从令牌桶中减去相应数量的令牌。如果令牌桶中没有足够的令牌，则数据包需要等待，直至令牌桶中有足够的令牌。

TBF算法的核心概念是令牌生成和令牌消耗。在一定的时间间隔内，令牌生成以一定速率生成令牌，而令牌消耗则以数据包的速率消耗令牌。当令牌桶为空时，传输速率将被限制，直到令牌桶中有足够的令牌为止，这样就实现了对流量的控制。

3. TBF配置

3.1 设置延迟

在使用TBF算法实现流量控制时，我们通常会首先设置一个延迟时间。延迟时间是指从数据包到达到获得令牌的时间间隔，在这个时间间隔内，数据包会等待令牌桶中有足够的令牌可用。

# 设置延迟时间为10ms

tc qdisc add dev eth0 root tbf rate 1mbit burst 100kb latency 10ms

在上述命令中，rate参数指定了限制的传输速率，burst参数指定了令牌桶的大小，latency参数指定了延迟时间。

3.2 限制传输速率

除了设置延迟时间外，我们还可以通过设置传输速率限制来进一步控制流量。传输速率是指从令牌桶中取出令牌的速率，即数据包的传输速率。

# 限制传输速率为100kbps

tc qdisc add dev eth0 root tbf rate 100kbit burst 100kb latency 100ms

上述命令中，rate参数和前面提到的一样，但是这里的限制更加严格，传输速率为100kbps。

4. 实例展示

假设我们有一个网络设备eth0，我们想要对其进行流量控制，限制其传输速率为1mbps，令牌桶大小为100kb，延迟时间为10ms。下面是配置的过程及命令：

# 创建一个根队列，并指定使用tbf算法进行流量控制

tc qdisc add dev eth0 root handle 1:0 htb default 2
tc qdisc add dev eth0 parent 1:0 handle 10: tbf rate 1mbit burst 100kb latency 10ms
# 创建一个子队列，并指定使用tbf算法进行流量控制
tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:1 tbf rate 1mbit burst 100kb latency 10ms

上述命令中，handle参数用于给队列一个唯一的标识符。其中，根队列指定为1:0，子队列指定为1:1。我们通过对根队列和子队列应用tbf算法，实现了流量控制。

5. 结论

通过使用Linux TC的TBF算法，我们可以实现对网络流量的精确控制。根据实际需求，可以设置延迟时间和传输速率限制，以达到所需的流量控制效果。TBF算法在实际应用中具有广泛的用途，例如网络拥塞控制、QoS（Quality of Service）保证等领域。

总之，Linux TC的TBF算法是一种强大的流量控制工具，在网络管理中具有重要的作用。